[发明专利]一种多层通孔阵列滤膜、制备方法及应用

权利要求书

1.一种多层通孔阵列滤膜，其特征在于，所述多层通孔阵列滤膜包含具有不同孔径的多层聚合物膜，其中，每层滤膜的每个滤孔一一对应、形成自上而下孔径递减贯穿连通的多层通孔阵列，流体自大孔层流入，小孔层流出，所述小孔层用于对流体中的背景细胞进行去除，所述大孔层用于对目标单细胞固定和限位以进行单细胞操控或分析，所述多层通孔阵列滤膜由聚合物保形沉积得到。

2.根据权利要求1所述的多层通孔阵列滤膜，其特征在于，所述小孔层的滤孔孔径的特征尺寸小于等于目标细胞的直径；所述大孔层的滤孔孔径的特征尺寸大于目标细胞的直径并小于等于三倍目标细胞的直径；所述大孔层的滤孔孔径间隙小于所述背景细胞的半径。

3.根据权利要求1所述的多层通孔阵列滤膜，其特征在于，所述多层通孔阵列滤膜的每层滤膜厚度为5～10μm。

4.根据权利要求1所述的多层通孔阵列滤膜，其特征在于，所述多层通孔阵列滤膜中的每层滤膜的微孔形状为正六边形、正方形、圆形中的一种或多种。

5.一种多层通孔阵列滤膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

制备多层不同孔径的图形化微孔掩膜；

将所述图形化微孔掩膜作为多次深硅刻蚀掩膜，利用深反应离子刻蚀硅制备一体多层滤膜的硅微柱阵列结构；

在所述硅微柱阵列上保形淀积聚合物，直至完成微柱间隙填充；

去除硅微柱阵列顶端表面以上的聚合物，直至微孔对应硅微柱阵列顶端表面全部露出，形成该聚合物的一体多层微孔阵列；

释放该一体多层微孔阵列，获得一体成型的多层通孔阵列滤膜；

所述多层通孔阵列滤膜包含具有不同孔径的多层聚合物膜，其中，每层滤膜的每个滤孔一一对应、形成自上而下孔径递减贯穿连通的多层通孔阵列，流体自大孔层流入，小孔层流出，所述小孔层用于对流体中的背景细胞进行去除，所述大孔层用于对目标单细胞固定和限位以进行单细胞操控或分析。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，去除硅微柱阵列顶端表面以上的聚合物，直至微孔对应硅微柱阵列顶端表面全部露出，形成该聚合物的一体多层微孔阵列，包括：

在完成微柱间隙填充之后，增加氧等离子体刻蚀聚合物获得硅上聚合物目标厚度，所述目标厚度为最上层微孔阵列厚度；

在所述聚合物表面沉积金属薄层；

光刻并进行刻蚀或腐蚀金属实现聚合物表面金属薄层图形化；去除光刻胶；利用反应离子直接刻蚀聚合物，刻蚀深度为硅表面聚合物厚度；去除聚合物上金属薄层掩膜，形成该聚合物的一体多层微孔阵列。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，制备多层不同孔径的图形化微孔掩膜，包括：

在衬底上沉积形成固体薄膜并旋涂光刻胶；

利用光刻曝光显影和图形化技术形成微孔掩膜；

去除所述光刻胶；

重复上述步骤，使用多种不同固体薄膜制备多层具有不同孔径的图形化微孔掩膜。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物为聚对二甲苯。

9.一种多层通孔阵列滤膜的应用，其特征在于，应用于目标细胞富集和目标单细胞操控，所述多层通孔阵列滤膜包含具有不同孔径的多层聚合物膜，其中，每层滤膜的每个滤孔一一对应、形成自上而下孔径递减贯穿连通的多层通孔阵列，流体自大孔层流入，小孔层流出，所述小孔层用于对流体中的背景细胞进行去除，所述大孔层用于对目标单细胞固定和限位以进行单细胞操控或分析。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述小孔层的滤孔孔径的特征尺寸小于等于目标细胞的直径；所述大孔层的滤孔孔径间隙小于所述背景细胞的半径。